另一种方法是，假设我们的权重与元素数组中的元素的下标相同。

import numpy as np
weights = [0.1, 0.3, 0.5] #weights for the item at index 0,1,2
# sum of weights should be <=1, you can also divide each weight by sum of all weights to standardise it to <=1 constraint.
trials = 1 #number of trials
num_item = 1 #number of items that can be picked in each trial
selected_item_arr = np.random.multinomial(num_item, weights, trials)
# gives number of times an item was selected at a particular index
# this assumes selection with replacement
# one possible output
# selected_item_arr
# array([[0, 0, 1]])
# say if trials = 5, the the possible output could be 
# selected_item_arr
# array([[1, 0, 0],
#   [0, 0, 1],
#   [0, 0, 1],
#   [0, 1, 0],
#   [0, 0, 1]])

现在我们假设，我们要在一次试验中抽取3个项目。你可以假设有三个球R、G、B大量存在，它们的权重由权重数组给定，可能的结果如下:

num_item = 3
trials = 1
selected_item_arr = np.random.multinomial(num_item, weights, trials)
# selected_item_arr can give output like :
# array([[1, 0, 2]])

您还可以将要选择的项目数量视为一组中二项/多项试验的数量。所以，上面的例子仍然可以作为工作

num_binomial_trial = 5
weights = [0.1,0.9] #say an unfair coin weights for H/T
num_experiment_set = 1
selected_item_arr = np.random.multinomial(num_binomial_trial, weights, num_experiment_set)
# possible output
# selected_item_arr
# array([[1, 4]])
# i.e H came 1 time and T came 4 times in 5 binomial trials. And one set contains 5 binomial trails.

这取决于你想对分布进行多少次抽样。

假设要对分布进行K次抽样。当n是分布中的项数时，每次使用np.random.choice()的时间复杂度为O(K(n + log(n)))。

在我的例子中，我需要对相同的分布进行多次采样，阶数为10^3其中n阶数为10^6。我使用了下面的代码，它预先计算了累积分布，并在O(log(n))中对其进行采样。总体时间复杂度为O(n+K*log(n))。

import numpy as np

n,k = 10**6,10**3

# Create dummy distribution
a = np.array([i+1 for i in range(n)])
p = np.array([1.0/n]*n)

cfd = p.cumsum()
for _ in range(k):
    x = np.random.uniform()
    idx = cfd.searchsorted(x, side='right')
    sampled_element = a[idx]

另一种方法是，假设我们的权重与元素数组中的元素的下标相同。

import numpy as np
weights = [0.1, 0.3, 0.5] #weights for the item at index 0,1,2
# sum of weights should be <=1, you can also divide each weight by sum of all weights to standardise it to <=1 constraint.
trials = 1 #number of trials
num_item = 1 #number of items that can be picked in each trial
selected_item_arr = np.random.multinomial(num_item, weights, trials)
# gives number of times an item was selected at a particular index
# this assumes selection with replacement
# one possible output
# selected_item_arr
# array([[0, 0, 1]])
# say if trials = 5, the the possible output could be 
# selected_item_arr
# array([[1, 0, 0],
#   [0, 0, 1],
#   [0, 0, 1],
#   [0, 1, 0],
#   [0, 0, 1]])

现在我们假设，我们要在一次试验中抽取3个项目。你可以假设有三个球R、G、B大量存在，它们的权重由权重数组给定，可能的结果如下:

num_item = 3
trials = 1
selected_item_arr = np.random.multinomial(num_item, weights, trials)
# selected_item_arr can give output like :
# array([[1, 0, 2]])

您还可以将要选择的项目数量视为一组中二项/多项试验的数量。所以，上面的例子仍然可以作为工作

num_binomial_trial = 5
weights = [0.1,0.9] #say an unfair coin weights for H/T
num_experiment_set = 1
selected_item_arr = np.random.multinomial(num_binomial_trial, weights, num_experiment_set)
# possible output
# selected_item_arr
# array([[1, 4]])
# i.e H came 1 time and T came 4 times in 5 binomial trials. And one set contains 5 binomial trails.

从Python v3.6开始，是随机的。选项可用于从给定的填充中返回具有可选权重的指定大小的元素列表。

随机的。select (population, weights=None， *， cum_weights=None, k=1)

总体:包含独特观测值的列表。(如果为空，则引发IndexError) 权重:进行选择所需的更精确的相对权重。 Cum_weights:进行选择所需的累积权重。 K:要输出列表的大小(len)。(默认len () = 1)

一些注意事项:

1)利用加权抽样与替换，使绘制的项目以后可以被替换。权重序列中的值本身并不重要，但它们的相对比例却很重要。

np.random.choice只能将概率作为权重，也必须确保个人概率的总和达到1个标准，但这里没有这样的规定。只要它们属于数值类型(int/float/fraction, Decimal类型除外)，就仍然可以执行。

>>> import random
# weights being integers
>>> random.choices(["white", "green", "red"], [12, 12, 4], k=10)
['green', 'red', 'green', 'white', 'white', 'white', 'green', 'white', 'red', 'white']
# weights being floats
>>> random.choices(["white", "green", "red"], [.12, .12, .04], k=10)
['white', 'white', 'green', 'green', 'red', 'red', 'white', 'green', 'white', 'green']
# weights being fractions
>>> random.choices(["white", "green", "red"], [12/100, 12/100, 4/100], k=10)
['green', 'green', 'white', 'red', 'green', 'red', 'white', 'green', 'green', 'green']

2)如果既没有指定weights，也没有指定cum_weights，则以等概率进行选择。如果提供了权重序列，则它必须与填充序列的长度相同。

同时指定weights和cum_weights将引发TypeError。

>>> random.choices(["white", "green", "red"], k=10)
['white', 'white', 'green', 'red', 'red', 'red', 'white', 'white', 'white', 'green']

3) cum_weights通常是itertools的结果。累加函数在这种情况下非常方便。

从文档链接: 在内部，相对权重被转换为累积权重 在进行选择之前，提供累计权重可以节省 工作。

因此，无论是提供weights=[12,12,4]还是cum_weights=[12,24,28]，对于我们所设计的情况都会产生相同的结果，并且后者似乎更快/更有效。

def weighted_choice(choices):
   total = sum(w for c, w in choices)
   r = random.uniform(0, total)
   upto = 0
   for c, w in choices:
      if upto + w >= r:
         return c
      upto += w
   assert False, "Shouldn't get here"

从Python 3.6开始，随机模块中有一个方法选择。

In [1]: import random

In [2]: random.choices(
...:     population=[['a','b'], ['b','a'], ['c','b']],
...:     weights=[0.2, 0.2, 0.6],
...:     k=10
...: )

Out[2]:
[['c', 'b'],
 ['c', 'b'],
 ['b', 'a'],
 ['c', 'b'],
 ['c', 'b'],
 ['b', 'a'],
 ['c', 'b'],
 ['b', 'a'],
 ['c', 'b'],
 ['c', 'b']]

注意随机。选择将与替换样本，每个文档:

返回一个k大小的元素列表，这些元素是从替换的填充中选择的。

为确保回答的完整性，请注意:

当从一个有限的总体中抽取一个抽样单位并返回时 对于该种群，在其特征被记录下来之后， 在绘制下一个单元之前，采样被称为“与” 更换”。它基本上意味着每个元素可以被选择多于 一次。

如果您需要在不替换的情况下进行采样，那么就像@ronan-paixão的精彩回答所说的那样，您可以使用numpy。Choice，其replace参数控制这种行为。